Le lampade emettono intensi flash in grado di far passare, come precedentemente detto, elettroni a livelli energetici più elevati ma instabili: que­sta operazione è detta pompaggio. Nel ritornare al livello originale viene restituita energia sotto forma di radiazione elettromagnetica monocromatica di lunghezza d'onda A = 1,06 micrometri (infrarosso molto vicino al visibile). Per aumentare la potenza disponibile, le barre possono essere poste in serie. Tutti i laser Nd:YAG di elevata potenza necessitano di un sistema di raffreddamento che asporti il calore in eccesso dalle barre di mezzo attivato, dalle lampade e dai sistemi elettronici di servizio. Questo perchè un eccessivo riscaldamento potrebbe portare a una distorsione del materiale attivo sino alla rottura e comunque a una perdita di funzionalità dello strumento. Si consideri che indicativamente per un laser da 2 kW necessario utilizzare uno scambiatore di calore a circuito chiuso con portata di 90 l/min di acqua a 5 bar di pressione.

La sorgente Nd:YAG può fornire due tipi di emissione: laser a onda conti­nua (Continuous Wave, CW) e laser a regime pulsato (Pulsed) in funzione del tipo di eccitazione a cui viene sottoposta. Il laser CW eroga costantemente luce in quanto la sorgente è sottoposta a una eccitazione continua: la potenza emessa in modo continuo da un laser CW durante un tempo determinato viene definita Potenza continua (P). Nel laser pulsato il cri­stallo YAG è pompato a intermittenza per mezzo di frequenti flash delle lampade, l'emissione avviene tramite impulsi caratterizzati dalle seguenti caratteristiche:

• durata (t_i) - solitamente dell'ordine di pochi millisecondi;
• frequenza (f_i) - indicante il numero degli impulsi laser al secondo; normal­mente compresa

• energia (Q) - indicante la quantità di energia contenuta in un impulso laser.

• potenza massima o di picco (P_pk) - che è il valore massimo di potenza raggiunto da un impulso;
• potenza d'impulso (P_i) - negli impulsi di forma semplice (rettangolo, trapezio), P_i è identica a P_pk, definita dalla seguente relazione:

Il laser allo stato solido dispone sempre di minore potenza rispetto CO₂, que­sto è dovuto al basso rendimento elettro-ottico del sistema e alla natura del cristallo YAG che, a potenze elevate, può subire distorsioni. Inoltre è da tene­re presente che il rendimento complessivo di un laser allo stato solido è note­volmente inferiore a quello di un laser al CO₂, η ~ 0,02 contro un valore di circa η ~ 0,15.

D'altra parte però il laser allo stato solido consente una maggiore precisione del CO₂ in quanto il diametro del punto focale è minore: questo valore è lega­to direttamente alla lunghezza d'onda della radiazione; nel caso di un laser al CO₂ risulta λ = 10,6 m. Per esempio nel caso di Nd:YAG una lente colli­matrice da 300 mm di focale con una focalizzatrice da 80 mm può produrre uno spot di diametro 0,27 mm con un laser da 2 kW. Inoltre la possibilità di avere laser allo stato solido impulsati consente di operare con potenze istantanee molto superiori alla potenza media o di targa della macchina. Il laser a CO₂ presenta difficoltà nella lavorazione dei metalli altamente riflettivi (leghe Au, leghe Cu, Al...) a causa delle sua lunghezza d'onda; risulta quindi più idoneo alla lavorazione di materiali più tradizionali anche per spessori maggiori di quelli affrontabili con un laser allo stato solido. La radiazione ottenuta con un laser al Nd:YAG può essere trasmessa attraverso fibre ottiche che sono notevolmente meno costose delle sofisticate ottiche necessarie al CO₂, permettono impiego del laser su robot e nelle lavorazioni 3D. Infine per il laser Nd:YAG si possono utilizzare semplici lenti al quarzo (trasparenti per λ = 1,06 mm) molto più economiche di quelle al ZnSe necessarie nel caso del laser a CO₂. In tabella 3.3 è riassunto il confronto fra le prestazioni del laser Nd:YAG e laser CO₂.